JP4037664B2 - 送風機 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や掃除機などの家電機器に設けられて空気を吸入、排出させる送風機に関し、特に、スクロールハウジング内にターボファンを設け、スクロールハウジングのカットオフ部の傾斜角を大きくして送風性能を向上させ、騒音は低減させる送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による送風機は、図６および図７に示すように、一般にシロッコファンと呼ばれるインペラ１と、前記インペラ１によって吸入された空気を案内して吐出口２６に排出させるスクロールハウジング２と、から構成される。
前記インペラ１はリブ１ｂによって支えられる複数枚のブレード１ａから形成され、モータＭの駆動部にインペラ１の軸１１が連結されているため、インペラ１の回転とともに空気は前記スクロールハウジング２の前方に形成された吸入口２４を通じてベルマウス２５の案内にしたがってスクロールハウジング２内に吸入され、漸次拡大される流路に沿って吐出口２６から外部へ吐出される。
【０００３】
一方、前記スクロールハウジング２は、インペラ１が内部に設けられ、吸入口２４を通じて吸入された空気をインペラ１の回転方向に案内する略円筒形の本体部２ａと、前記本体部２ａから上側に延長されて前記本体部２ａから流入された空気を吐出口２６を通じて排出させるホッパ部２ｂと、から形成される。
また、前記スクロールハウジング２は、吸入口２４の形成された前面パネル２１と、前記前面パネル２１から一定距離離れて位置した背面パネル２２と、吐出口２６を除いて前記前面パネル２１と背面パネル２２の縁部を密閉させる側面パネル２３と、から形成される。
【０００４】
また、前記ホッパ部２ｂの右側面２３ａは前記本体部２ａから垂直方向に延長され、前記スクロールハウジング２の左側面２３ｂは、前記ホッパ部２ｂと前記本体部２ａとの間に凹んだカットオフ部３を有し、前記カットオフ部３から吐出口２６に向いて左方向に傾くように形成される。
前記カットオフ部３は、前面パネル２１に形成されたカットオフ部３１から背面パネル２２に形成されたカットオフ部３２に向いてインペラの軸１１から一定角度傾いた傾斜角θ1を有するようになっているが、前記カットオフ部３の傾斜角θ1は通常的に５０°角度以下に形成され、本体部２ａから排出される空気は、前記カットオフ部３から漸次拡大されるホッパ部２ｂの流路に沿って案内されて前記吐出口２６の周りで動圧が静圧に変化されながら外部へ吐出される。
【０００５】
しかし、従来の技術による前記送風機は、スクロールハウジング２の内部にシロッコファンと呼ばれるインペラ１が設けられていることから送風量を大きくすることに限界があり、前記スクロールハウジングに形成されたカットオフ部３の傾斜角θ1がインペラの軸１１から５０°以下の角度を成しているため、ホッパ部２ｂを通過する空気の流動抵抗が大きくなり、送風効率の低下と騒音増加につながる問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、送風機の送風量を増加させ、送風機から吐出される空気の流動抵抗を最小化し送風効率を向上せしめ得る送風機を提供することにその目的がある。
本発明の他の目的は、送風機の騒音を低減させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、モータと、前記モータと軸で連結された送風ファンと、吸入口が形成された前面パネルと、背面パネルと、吐出口を除いて前記前面パネルと背面パネルの縁部を密閉させる側面パネルとから形成され、前記送風ファンが内部に設けられて吸入された空気を前記送風ファンの回転方向に案内する本体部と、前記本体部から一側に延長されて前記本体部から流入された空気を前記吐出口に吐き出させるホッパ部とに区切られるスクロールハウジングから構成された送風機において、前記本体部と前記ホッパ部との境界部の一側に形成されたスクロールハウジングのカットオフ部は、前記前面パネルから背面パネルに向いて前記送風ファンの軸から５０°ないし８０°の傾斜角を有するように形成され、
前記送風ファンのブレードは８枚で形成され、前記前面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ３）が、背面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ４）よりも大きくされている、ことを特徴とする。
一方、前記カットオフ部の傾斜角は６０°ないし７０°の角度が好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による送風機の一実施を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明による送風機の斜視図で、図２は本発明による送風機の部分切開正面図で、図３は図２の平面図である。
【０００９】
本発明による送風機は、図１ないし図３に示すように、スクロールハウジング４と前記スクロールハウジング内に設けられたターボファン５とから構成される。
前記スクロールハウジング４は、円形の吸入口４４が形成され、前記吸入口４４の外周縁にベルマウス４５が形成され、内部にターボファン５が設けられて前記吸入口４４に吸入された空気をターボファン５の回転方向に案内する本体部４ａと、末端に吐出口４６が形成され、前記本体部４ａから前記吐出口４６側に漸次吐出面積が拡大されるように延長されて前記本体部４ａから流入された空気を案内し吐出口４６から吐出させるホッパ部４ｂと、から形成される。
【００１０】
一方、前記スクロールハウジング４は、前記吸入口４４の形成された前面パネル４１と、前記前面パネル４１から離れて形成された背面パネル４２と、前記吐出口４６を除いて前記前面パネル４１と背面パネル４２の縁部を密閉する側面パネル４３とから形成される。
前記ホッパ部４ｂの右側面４３ｂは、前記本体部４ａと接する部位から吐出口４６に向いて垂直方向に延長され、前記スクロールハウジング４の本体部４ａとホッパ部４ｂとが接する左側の境界部には右側に凹んだカットオフ部６が形成される。
【００１１】
前記カットオフ部６において、前面パネル４１に形成されたカットオフ部６１は背面パネル４２に形成されたカットオフ部６２よりさらに凹むように形成され、前記前面パネル４１と背面パネル４２に各々形成されたカットオフ部６１，６２を連結する側面パネル４３のカットオフ部６は前記送風ファン５の軸５１から５０°〜８０°角度の傾斜角θ2を有するように形成される。
【００１２】
前記側面パネル４３のカットオフ部６の内面は、本体部４ａに向いて曲面で形成されて本体部４ａからホッパ部４ｂに流入される空気に乱流が発生するのを防止する。
また、前記前面パネル４１と背面パネル４２の左側部４１ａ，４２ａは、各々カットオフ部６１，６２から吐出口４６に向いて漸次ホッパ４ｂの面積が広くなるように傾いて形成される。
【００１３】
図１ないし図３に示す本発明の実施例において、カットオフ部６１から吐出口４６までの前面パネルの左側部４１ａは垂直方向となす傾斜角θ3が背面パネルの左側部４２ａの傾斜角θ4より大きく形成され、吐出口４６に位置した前面パネル４１の末端の幅は、背面パネル４２の末端の幅より短く形成されて、吐出口４６は一側が傾いた梯形に形成されている。
ここで、吐出口４６の位置した前面パネル４１の幅と背面パネル４２の幅が同一大きさに形成されて吐出口４６が長方形に形成されてもよい。
【００１４】
また、カットオフ部から吐出口までの前面パネル左側部４１ａの傾斜角θ3と背面パネル左側部４２ａの傾斜角θ4が同一に形成されてもよい。
本発明による送風機は、送風ファンがターボファン５から形成されているため、スクロールハウジング４に吸入された空気がターボファン５内に流入された後ブレードとブレード間の空間を通じて吐出され、従来のシロッコファンに比べて相対的に多い空気が大きい角度に方向転換されて流動されることになる。したがって、本発明では、ホッパ部４ｂを通過する空気の流動抵抗を最小化するために、多数の実験を通じてカットオフ部の傾斜角θ2を５０°ないし８０°で形成した。
【００１５】
本発明のようにターボファンの設けられた送風機のカットオフ部６の傾斜角θ2を変化させながら送風機の騒音を測定した実験結果は表１のようである。
【００１６】
【表１】
【００１７】
前記実験結果および図４を参照すれば、ターボファンの軸から送風機のカットオフ部の傾斜角θ2が５０°未満の場合は、前記傾斜角が大きくなるほど騒音は緩慢に減少され、カットオフ部の傾斜角θ2が５０°を超える場合は傾斜角θ2が大きくなるにつれて騒音が著しく減少されて約６５°で騒音が最小値を保持した。
また、カットオフ部の傾斜角が６０°で、ターボファンのブレード数が８枚の本発明の一実施例と、カットオフ部の傾斜角が４５°で、シロッコファンのブレード数が４０枚の従来の送風機を対象とし、ブレードを通過して排出される空気の流動周波数(ＢＰＦ: Blade Passing Frequency)変化によるＳＰＬ(Sound Pressure Level)を測定した結果、図５のようなグラフを得た。
【００１８】
ここで、ＢＰＦは２π×RPM/nで定義され、ＲＰＭはモータの回転数で、ｎは送風ファンのブレード数である。
図５に示すように、ＢＰＦが１２０Hz帯において、従来の送風機では送風機セットの固有周波数とＢＰＦが一致して騒音が増大し、４４dB(A)のＳＰＬを表したが、本発明ではターボファンを適用してブレード数を減らすとともに、カットオフ部の傾斜角を大きくしたため、３８dB(A) のＳＰＬを表した。したがって、本発明による送風機は、従来の送風機に比べてＳＰＬの最高値が６dB程度低い騒音低減効果を具現した。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による送風機は、スクロールハウジング内にターボファンが設けられ、スクロールハウジングのカットオフ部の傾斜角が５０°ないし８０°の角度で形成されているため、より多量の空気が吸入されて吐出される一方、空気の流動抵抗は低減される。これにより、送風効率が向上され、騒音および振動が低減される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による送風機の斜視図である。
【図２】本発明による送風機の一部が切開された状態を示す正面図である。
【図３】本発明による送風機の平面図である。
【図４】送風機のカットオフ部の傾斜角と騒音との関係を示すグラフである。
【図５】送風機のＢＰＦ(Blade Passing Frequency)とＳＰＬ(Sound Pressure Level)との関係を示すグラフである。
【図６】従来の技術による送風機の正面図である。
【図７】従来の技術による送風機の平面図である。
【符号の説明】
４…スクロールハウジング
４ａ…本体部
４ｂ…ホッパ部
５…ターボファン
６…カットオフ部
４１…前面パネル
４２…背面パネル
４３…側面パネル
４４…吸入口
４６…吐出口
５１…軸
θ2…カットオフ部の傾斜角
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や掃除機などの家電機器に設けられて空気を吸入、排出させる送風機に関し、特に、スクロールハウジング内にターボファンを設け、スクロールハウジングのカットオフ部の傾斜角を大きくして送風性能を向上させ、騒音は低減させる送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による送風機は、図６および図７に示すように、一般にシロッコファンと呼ばれるインペラ１と、前記インペラ１によって吸入された空気を案内して吐出口２６に排出させるスクロールハウジング２と、から構成される。
前記インペラ１はリブ１ｂによって支えられる複数枚のブレード１ａから形成され、モータＭの駆動部にインペラ１の軸１１が連結されているため、インペラ１の回転とともに空気は前記スクロールハウジング２の前方に形成された吸入口２４を通じてベルマウス２５の案内にしたがってスクロールハウジング２内に吸入され、漸次拡大される流路に沿って吐出口２６から外部へ吐出される。
【０００３】
一方、前記スクロールハウジング２は、インペラ１が内部に設けられ、吸入口２４を通じて吸入された空気をインペラ１の回転方向に案内する略円筒形の本体部２ａと、前記本体部２ａから上側に延長されて前記本体部２ａから流入された空気を吐出口２６を通じて排出させるホッパ部２ｂと、から形成される。
また、前記スクロールハウジング２は、吸入口２４の形成された前面パネル２１と、前記前面パネル２１から一定距離離れて位置した背面パネル２２と、吐出口２６を除いて前記前面パネル２１と背面パネル２２の縁部を密閉させる側面パネル２３と、から形成される。
【０００４】
また、前記ホッパ部２ｂの右側面２３ａは前記本体部２ａから垂直方向に延長され、前記スクロールハウジング２の左側面２３ｂは、前記ホッパ部２ｂと前記本体部２ａとの間に凹んだカットオフ部３を有し、前記カットオフ部３から吐出口２６に向いて左方向に傾くように形成される。
前記カットオフ部３は、前面パネル２１に形成されたカットオフ部３１から背面パネル２２に形成されたカットオフ部３２に向いてインペラの軸１１から一定角度傾いた傾斜角θ1を有するようになっているが、前記カットオフ部３の傾斜角θ1は通常的に５０°角度以下に形成され、本体部２ａから排出される空気は、前記カットオフ部３から漸次拡大されるホッパ部２ｂの流路に沿って案内されて前記吐出口２６の周りで動圧が静圧に変化されながら外部へ吐出される。
【０００５】
しかし、従来の技術による前記送風機は、スクロールハウジング２の内部にシロッコファンと呼ばれるインペラ１が設けられていることから送風量を大きくすることに限界があり、前記スクロールハウジングに形成されたカットオフ部３の傾斜角θ1がインペラの軸１１から５０°以下の角度を成しているため、ホッパ部２ｂを通過する空気の流動抵抗が大きくなり、送風効率の低下と騒音増加につながる問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、送風機の送風量を増加させ、送風機から吐出される空気の流動抵抗を最小化し送風効率を向上せしめ得る送風機を提供することにその目的がある。
本発明の他の目的は、送風機の騒音を低減させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、モータと、前記モータと軸で連結された送風ファンと、吸入口が形成された前面パネルと、背面パネルと、吐出口を除いて前記前面パネルと背面パネルの縁部を密閉させる側面パネルとから形成され、前記送風ファンが内部に設けられて吸入された空気を前記送風ファンの回転方向に案内する本体部と、前記本体部から一側に延長されて前記本体部から流入された空気を前記吐出口に吐き出させるホッパ部とに区切られるスクロールハウジングから構成された送風機において、前記本体部と前記ホッパ部との境界部の一側に形成されたスクロールハウジングのカットオフ部は、前記前面パネルから背面パネルに向いて前記送風ファンの軸から５０°ないし８０°の傾斜角を有するように形成され、
前記送風ファンのブレードは８枚で形成され、前記前面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ３）が、背面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ４）よりも大きくされている、ことを特徴とする。
一方、前記カットオフ部の傾斜角は６０°ないし７０°の角度が好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による送風機の一実施を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明による送風機の斜視図で、図２は本発明による送風機の部分切開正面図で、図３は図２の平面図である。
【０００９】
本発明による送風機は、図１ないし図３に示すように、スクロールハウジング４と前記スクロールハウジング内に設けられたターボファン５とから構成される。
前記スクロールハウジング４は、円形の吸入口４４が形成され、前記吸入口４４の外周縁にベルマウス４５が形成され、内部にターボファン５が設けられて前記吸入口４４に吸入された空気をターボファン５の回転方向に案内する本体部４ａと、末端に吐出口４６が形成され、前記本体部４ａから前記吐出口４６側に漸次吐出面積が拡大されるように延長されて前記本体部４ａから流入された空気を案内し吐出口４６から吐出させるホッパ部４ｂと、から形成される。
【００１０】
一方、前記スクロールハウジング４は、前記吸入口４４の形成された前面パネル４１と、前記前面パネル４１から離れて形成された背面パネル４２と、前記吐出口４６を除いて前記前面パネル４１と背面パネル４２の縁部を密閉する側面パネル４３とから形成される。
前記ホッパ部４ｂの右側面４３ｂは、前記本体部４ａと接する部位から吐出口４６に向いて垂直方向に延長され、前記スクロールハウジング４の本体部４ａとホッパ部４ｂとが接する左側の境界部には右側に凹んだカットオフ部６が形成される。
【００１１】
前記カットオフ部６において、前面パネル４１に形成されたカットオフ部６１は背面パネル４２に形成されたカットオフ部６２よりさらに凹むように形成され、前記前面パネル４１と背面パネル４２に各々形成されたカットオフ部６１，６２を連結する側面パネル４３のカットオフ部６は前記送風ファン５の軸５１から５０°〜８０°角度の傾斜角θ2を有するように形成される。
【００１２】
前記側面パネル４３のカットオフ部６の内面は、本体部４ａに向いて曲面で形成されて本体部４ａからホッパ部４ｂに流入される空気に乱流が発生するのを防止する。
また、前記前面パネル４１と背面パネル４２の左側部４１ａ，４２ａは、各々カットオフ部６１，６２から吐出口４６に向いて漸次ホッパ４ｂの面積が広くなるように傾いて形成される。
【００１３】
図１ないし図３に示す本発明の実施例において、カットオフ部６１から吐出口４６までの前面パネルの左側部４１ａは垂直方向となす傾斜角θ3が背面パネルの左側部４２ａの傾斜角θ4より大きく形成され、吐出口４６に位置した前面パネル４１の末端の幅は、背面パネル４２の末端の幅より短く形成されて、吐出口４６は一側が傾いた梯形に形成されている。
ここで、吐出口４６の位置した前面パネル４１の幅と背面パネル４２の幅が同一大きさに形成されて吐出口４６が長方形に形成されてもよい。
【００１４】
また、カットオフ部から吐出口までの前面パネル左側部４１ａの傾斜角θ3と背面パネル左側部４２ａの傾斜角θ4が同一に形成されてもよい。
本発明による送風機は、送風ファンがターボファン５から形成されているため、スクロールハウジング４に吸入された空気がターボファン５内に流入された後ブレードとブレード間の空間を通じて吐出され、従来のシロッコファンに比べて相対的に多い空気が大きい角度に方向転換されて流動されることになる。したがって、本発明では、ホッパ部４ｂを通過する空気の流動抵抗を最小化するために、多数の実験を通じてカットオフ部の傾斜角θ2を５０°ないし８０°で形成した。
【００１５】
本発明のようにターボファンの設けられた送風機のカットオフ部６の傾斜角θ2を変化させながら送風機の騒音を測定した実験結果は表１のようである。
【００１６】
【表１】
前記実験結果および図４を参照すれば、ターボファンの軸から送風機のカットオフ部の傾斜角θ2が５０°未満の場合は、前記傾斜角が大きくなるほど騒音は緩慢に減少され、カットオフ部の傾斜角θ2が５０°を超える場合は傾斜角θ2が大きくなるにつれて騒音が著しく減少されて約６５°で騒音が最小値を保持した。
また、カットオフ部の傾斜角が６０°で、ターボファンのブレード数が８枚の本発明の一実施例と、カットオフ部の傾斜角が４５°で、シロッコファンのブレード数が４０枚の従来の送風機を対象とし、ブレードを通過して排出される空気の流動周波数(ＢＰＦ: Blade Passing Frequency)変化によるＳＰＬ(Sound Pressure Level)を測定した結果、図５のようなグラフを得た。
【００１８】
ここで、ＢＰＦは２π×RPM/nで定義され、ＲＰＭはモータの回転数で、ｎは送風ファンのブレード数である。
図５に示すように、ＢＰＦが１２０Hz帯において、従来の送風機では送風機セットの固有周波数とＢＰＦが一致して騒音が増大し、４４dB(A)のＳＰＬを表したが、本発明ではターボファンを適用してブレード数を減らすとともに、カットオフ部の傾斜角を大きくしたため、３８dB(A) のＳＰＬを表した。したがって、本発明による送風機は、従来の送風機に比べてＳＰＬの最高値が６dB程度低い騒音低減効果を具現した。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による送風機は、スクロールハウジング内にターボファンが設けられ、スクロールハウジングのカットオフ部の傾斜角が５０°ないし８０°の角度で形成されているため、より多量の空気が吸入されて吐出される一方、空気の流動抵抗は低減される。これにより、送風効率が向上され、騒音および振動が低減される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による送風機の斜視図である。
【図２】本発明による送風機の一部が切開された状態を示す正面図である。
【図３】本発明による送風機の平面図である。
【図４】送風機のカットオフ部の傾斜角と騒音との関係を示すグラフである。
【図５】送風機のＢＰＦ(Blade Passing Frequency)とＳＰＬ(Sound Pressure Level)との関係を示すグラフである。
【図６】従来の技術による送風機の正面図である。
【図７】従来の技術による送風機の平面図である。
【符号の説明】
４…スクロールハウジング
４ａ…本体部
４ｂ…ホッパ部
５…ターボファン
６…カットオフ部
４１…前面パネル
４２…背面パネル
４３…側面パネル
４４…吸入口
４６…吐出口
５１…軸
θ2…カットオフ部の傾斜角
Claims (5)
- モータと、前記モータと軸で連結された送風ファンと、吸入口が形成された前面パネルと、背面パネルと、吐出口を除いて前記前面パネルと背面パネルの縁部を密閉させる側面パネルと、から形成され、前記送風ファンが内部に設けられて吸入された空気を前記送風ファンの回転方向に案内する本体部と、前記本体部から一側に延長されて前記本体部から流入された空気を前記吐出口に吐き出させるホッパ部とに区切られるスクロールハウジングから構成された送風機において、前記本体部と前記ホッパ部との境界部の一側に形成されたスクロールハウジングのカットオフ部は、前記前面パネルから背面パネルに向いて前記送風ファンの軸から５０°ないし８０°角度の傾斜角（Θ２）を有するように形成され、
前記送風ファンのブレードは８枚で形成され、前記前面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ３）が、背面パネルのカットオフ部から吐出口方向への傾斜角（Θ４）よりも大きくされている、
ことを特徴とする送風機。 - 前記カットオフ部の傾斜角は６０°ないし７０°であることを特徴とする請求項１記載の送風機。
- 前記前面パネルに形成されたカットオフ部は背面パネルに形成されたカットオフ部よりさらに凹むように形成されることを特徴とする請求項１記載の送風機。
- 前記スクロールハウジングはホッパ部の面積が漸次広くなるようにカットオフ部から前記吐出口に向かって傾いて形成されることを特徴とする請求項１記載の送風機。
- 前記吐出口はカットオフ部側に位置した面が傾いた梯形に形成されることを特徴とする請求項１記載の送風機。
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